Para simula¸c˜ao, utilizou-se o simulador de eventos discretos Network Simulator 2 [64], por ser uma ferramenta largamente utilizada na ´area de pesquisa em redes, al´em de estar dispon´ıvel gratuitamente na Internet.
A topologia criada para as simula¸c˜oes pode ser visualizada na figura 22, sendo cons- titu´ıda por um n´o Agente A, conectado `a rede de acesso atrav´es de um enlace de 384
4.3 Testes Simulados 56
Kbits/s, taxa de transferˆencia de upload t´ıpica de uma rede 1xEV-DO [65, 66]. Foram enviados 1200 pares de pacotes de A para G.
R1 G A 100 Mbps 10 Mbps 10 Mbps 384Kbps 10 Mbps C2 C1 R2
Figura 22: Topologia de simula¸c˜ao
Os testes foram realizados utilizando-se 4 tamanhos diferentes de pacotes L = {44, 552, 576, 1500}bytes,
escolhidos com base nas observa¸c˜oes de Claffy [67] como sendo os tamanhos mais co- muns na Internet. Cada sess˜ao de medi¸c˜ao utiliza um valor para Tm e outro para Tx. Desta forma, combinando-se todos os tamanhos Ln de pacotes obtem-se dezesseis sess˜oes diferentes.
Para cada combina¸c˜ao de tamanho de pacotes, uma taxa de transmiss˜ao Tx = {50, 75, 80, 90, 100}Mbps
de tr´afego cruzado foi injetada de C1 e C2 em dire¸c˜ao a G. Cada vag˜ao W possui 2 pacotes de medi¸c˜ao, chamados no decorrer dos testes simplesmente de pares. Os resultados obtidos s˜ao demonstrados nos gr´aficos das figuras 33 `a 45, correspondentes ao histograma das capacidades medidas entre A e G. No topo de cada gr´afico, T x representa a combina¸c˜ao entre tamanho de pacote e taxa de transmiss˜ao utilizada no tr´afego cruzado, no formato TAMANHO @ TAXA.
De forma a facilitar a interpreta¸c˜ao dos resultados, s˜ao mostrados apenas os resultados das medi¸c˜oes com PNCM maior do que a metade do valor da moda de capacidade (CM). Para pacotes de medi¸c˜ao pequenos (44 bytes), nota-se que a medida que Tx aumenta, maior e mais intensa ´e a incidˆencia de PNCM, sendo que com tr´afego de 1500 bytes, tais ocorrˆencias aparecem como parcela significativa do universo das medi¸c˜oes. Este efeito foi observado por Dovrolis [4] e ocorre pois quando Tx aumenta em rela¸c˜ao a L, a probabi- lidade dos pares de pacotes de medi¸c˜ao encontrarem tr´afego cruzado tamb´em aumenta.
4.3 Testes Simulados 57
Neste caso, quanto maior for Tx, mais tempo o primeiro pacote do par precisa esperar para ser encaminhado, diminuindo a dispers˜ao intra-par.
Pacotes de tamanho m´edio (522 e 576 bytes) apresentam medi¸c˜oes PNCM razo´aveis, ultrapassando a casa dos 400 Kbits/s somente quando confrontados com tr´afego cruzado de pacotes grandes (1500 bytes).
Finalmente, o uso de pacotes grandes foi o que aproximou-se mais adequadamente das medi¸c˜oes de CM. Estes apresentam menor influˆencia na dispers˜ao quando submetidos `a ocorrˆencia de tr´afego cruzado de diferentes tamanhos. No entanto, o percentual de perda mostrou-se um inconveniente, alcan¸cando at´e 66% do total de pares.
4.3.1
An´alise de Timestamp de Sa´ıda
Baseando-se na t´ecnica de Dispers˜ao de Pacotes, ´e poss´ıvel determinar a capacidade de inje¸c˜ao de um host atrav´es da an´alise do timestamp de sa´ıda dos pacotes de medi¸c˜ao. Para tal, deve-se implementar um algoritmo de marca¸c˜ao de tempo respons´avel por registrar o timestamp antes do envio de cada pacote do par para os testes em ambiente simulado. Este requisito n˜ao tornou-se empecilho pois a ferramenta de simula¸c˜ao utilizada, possibilita tal marca¸c˜ao nativamente. Desta forma, o processo de simula¸c˜ao resume-se em:
1. Descrever o ambiente programaticamente atrav´es da linguagem TCL [68] em um arquivo fonte contendo a topologia da rede simulada;
2. Interpretar o arquivo fonte atrav´es do simulador, gerando o arquivo trace contendo as etapas pelas quais um pacote percorre;
3. Interpretar o arquivo trace a fim de extrair as informa¸c˜oes pertinentes `a simula¸c˜ao.
O formato do arquivo trace ´e apresentado na tabela 5 [69].
O arquivo trace descreve cada passo percorrido por um pacote, durante o decorrer da simula¸c˜ao. Tais passos s˜ao registrados em formato texto, linha a linha, o que facilita a posterior interpreta¸c˜ao dos dados. A figura 23 apresenta uma destas linhas, referente a um pacote enfileirado (evento “+”) no momento 0.0596 segundos, saindo do n´o 3 em dire¸c˜ao ao n´o 5:
+ 0.0596 3 5 cbr 500 −−−−−−− 1 3.0 0.2 99 197
Figura 23: Exemplo de linha de trace do ns24.3 Testes Simulados 58
Evento Tipo Valor
r: Receive d: Drop e: Error +: Enqueue -: Dequeue double Tempo int N´o Origem int N´o Destino
string Nome do Pacote
int Tamanho do Pacote
string Flags
int Identifica¸c˜ao de Fluxo
int Endere¸co Destino
int Endere¸co Origem
int Numero de Seq¨uˆencia
int Identificador ´Unico de Pacote (ID)
Tabela 5: Formato do arquivo de trace do NS2
Analisar os timestamp de sa´ıda exige a extra¸c˜ao do campo Tempo para todos pacotes do evento Dequeue. Para garantir que seriam injetados pares de pacotes na rede, foi desenvolvido um plugin para o simulador cuja fun¸c˜ao ´e gerar dois pacotes em momentos simultˆaneos, de forma que possam ser identificados atrav´es dos campos Nome do Pacote ou Identifica¸c˜ao de Fluxo.
Um exemplo de um par de pacotes gerados nestes termos ´e mostrado na figura 24.
− 4.9375 1 4 Train 1500 −−−−−−− 666 1.0 0.0 −1 13338
− 4.96875 1 4 Train 1500 −−−−−−− 666 1.0 0.0 −1 13339
Figura 24: Exemplo de par de pacotes no arquivo de trace do ns2Tal par ´e identificado pelos campos Nome do Pacote (Train) e Identifica¸c˜ao de Fluxo (666). Estes s˜ao pacotes consecutivos, pois possuem ID = {13338, 13339}.
A dispers˜ao δ ´e (4.96875 − 4.9375) = 0.03125 segundos; o tamanho L do pacote ´e (1500 bytes ∗ 8 bits) = 12000 bits; portanto, o c´alculo da capacidade C, utlizando-se a equa¸c˜ao 3.1, ´e:
C = L/δ (4.1)
= (1500 ∗ 8)/(4.96875 − 4.93750) (4.2)
= 384 Kbits/s (4.3)
Este valor corresponde exatamente `a capacidade m´axima do enlace entre os hosts A e R1 da figura 22.